重型商用车驱动桥壳典型工况计算方法分析.pdf

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1、t车桥生产企业来讲，对驱动桥壳进行应力、强度分常情况下将桥壳复杂的受力状况简化成三种典E形分析，提高其工作可靠性具有非常重要的意义。况：即车轮承受最大铅垂力时工况，车轮承受面前人已做了许多研究：在传统设计方法中，桥壳时工况，以及车轮承受最大侧向力时工况。计E看成简支梁并校核某特定断面的最大应力值，一般l所示。通过强度理论分析，桥壳危险断面一般桥壳复杂的受力状况简化成三种典型的计算工况进座内侧附近，有时桥壳端部的轮毂轴承座根部也；，这能进行初步设计和判断；利用ANSYS软件进行断面进行校核，这在设计初始阶段用来选定桥壳tE模，这对具有复杂外形的车桥来讲，模

2、型准确度较一定的帮助，而不能用于计算桥壳上任一点的真j的文献先用三维软件进行建模，然后导入ANSYS软表1驱动桥典型工况计算公式分析，然而在ANSYS进行划网格时比较麻烦，工作序号工况受力情况计算公式召本文利用UG软件的建模功能和HyperMesh软件的垂向载最大G，——汽车满耆l荷工况垂向力FlIFxkkH分功能，然后将其导入到ANSYS有限元分析软件中—汽车动i最大i0，7一发动秽口约束，进行有限元分析计算，并以一款重型商用车一纵向载牵引力Z—变速器n桥为算例，验证该方法的有效性和实用性。2荷工况最大‘一主减速：F动桥壳传统计算方法制动力—轮胎滚车驱

3、动桥桥壳结构形状复杂，可将桥壳视为一空心侧向最大Fyi=F审L口—传动系zi3载荷侧向力一轮验地i两端经轮毂轴承支撑于车轮上，在钢板弹簧座处桥工况Y,o=Y,ol——汽车的簧上载荷，而沿左右轮胎中心线，地面给轮．轮胎与】力(双胎时则沿双胎中心)，受力如图1所示。2驱动桥有限元计算方法驱动桥有限元计算的前期环节是建立桥壳几1型建立的好坏直接关系计算结果的正确与否，针对较复杂的桥壳结构，采用三维软．1l件UG来建立几何模型，如图2所示。在有限元分析图1驱动桥桥壳受力示意图中，前处理关键环节图2后驱动桥几佰t车驱动桥壳是汽车的主要传力件和承载件，而汽车是网格划

4、分，一般是将导入到Ansys软件中的亍驶工况复杂，行驶条件又是千变万化，因此要精确用有限元工具进行网格划分，模型采用三维8《重型汽车》HEAVYTRUCK2010．4Qiceiishn施—围

5、霸}：_一元，分别用86470个车向右侧滑，作为载荷施加在有限元模型的相应位置，然实体单元和3l540个后在轮距的位置增加约束，进行求解计算。两种桥壳模型节点代替原实体模的最大变形量分别为1．164mm和1．157mm，右侧车轮板簧型，如图3所示。座至过渡圆角处的桥壳上、下表面的应力值较大，最大等本文采用先利效应力分别为l38MPa和135MPa，安全系数分别为4．

6、13和图3有限元划分网格模型用HyperMesh软件4．22。划分网格，模型采用4计算结果及分析三维8节点实体单按不同计算方法分别得出危险界面的最大值，如表2所元，得到l01460个实示。计算结果表明最大应力基本均出现在板簧座内外两体单元和40240个节侧，在冲击载荷工况下比较危险，其余工况满足材料强度点，然后将网格直接和刚度要求，安全系数较高。导入有限元进行计图4HyperMesh划分网格模型为了进一步检验模型的正确性，对驱动桥桥壳进行垂算，如图4所示。直弯曲刚性和疲劳试验，并要求在满载轴荷时每米轮距最3驱动桥典型工况计算大变形不超过1．5ram，根据

7、台架试验的实际情况，在驱动算例使用车型的参数：汽车的整车整备质量16070kg，桥桥壳满载冲击工况下，桥壳的最大变形量为2．445mm，满载后最大轴载荷60375kg，车轮轮距B=1865mm，发动轮距变形量为1．32mm／m，有限元桥壳模型最大变形量为机最大输出扭矩1160／1300-l600，变速箱1档速比12．11，2．564mm，轮距变形量为1．37mm／m，结果与试验结果基车桥的材料为SCW550，屈服极限盯=420(MPa)，强度极本吻合，同时疲劳试验结果在驱动桥车轮板簧座至过渡圆限=570(MPa)，按两种模型分别在三种典型工况计角处出现断

8、裂，应力分析结果也与试验结果基本吻合，从算，结果如下：而证明了有限元模型的有效性。a．垂向载荷工况表2不同计算方法下应力值满载汽车通过不平路面时，垂向力最大，纵向力和侧等效计算传统有限元划分HyperMesh两种模型向力为零，计算中采用在轮轴处加载，在板簧处约束的方应力工况方法网格模型划分网格模型误差值度％法，求解结果表明，在满载汽车通过不平路面工况下两种冲击载荷工况6444664581．72桥壳模型的最大变形量分别2．564mm和2．536mm，从板簧座Mises最大牵gI力工况4l23l33081．60至过渡圆角处桥壳上、下表面的应力值较大，最大等效

9、应力(Mpa)紧急制动工况3382482441．6l分别为466MPa和458M